Xác định thành phần loài Begomovirus hại cà chua tại Hà Nội và phụ cận

MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Cây cà chua bị tấn công bởi rất nhiều loài virus. Trong số bệnh virus hại cà chua ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, bệnh xoăn vàng lá được xem là bệnh quan trọng nhất (Pico et al., 1996). Nguyên nhân gây bệnh xoăn vàng lá cà chua khá phức tạp. Bệnh được xem là một bệnh phức, có nghĩa là một bệnh nhưng do nhiều virus thuộc chi Begomovirus, họ Geminiviridae gây ra (Moriones & Navas-Castillo, 2000). Các begomovirus có hình thái phân tử dạng hình cầu kép (hình chuỳ), không truyền qua hạt giống nhưng lan truyền trên đồng ruộng bằng bọ phấn (Bemisia tabaci) theo kiểu bền vững tuần hoàn (Pico et al., 1996). Begomovirus là các virus có bộ gien DNA sợi vòng đơn, kích thước khoảng 2.6 – 2.8 kb. Begomovirus có thể có bộ gien đơn (gồm một phân tử DNA-A) hoặc có bộ gen kép (gồm hai phân tử DNA-A và DNA-B). Cấu trúc của một phân tử DNA-A điển hình gồm có 6 gien được sắp xếp theo hai chiều ngược nhau (Hình 1). Theo chiều kim đồng hồ có hai gien AV1 và AV2. Gen AV1(CP) mã hóa vỏ protein, qui định tính đặc hiệu vector và nhập nhân tế bào. Gen AV2 mã hóa 1 protein có chức năng cảm ứng triệu chứng, di chuyển hệ thống và tích lũy DNA của virus. Ngược chiều kim đồng hồ có 4 gien AC1, AC2, AC3 và AC4. Gien AC1 (Rep) mã hóa 1 protein có vai trò quan trọng trong quá trình tái sinh virus và tương tác với các protein ký chủ điều khiển chu kỳ tế bào. Gien AC2 (TrAP) mã hóa 1 protein hoạt hóa phiên mã và ức chế phản ứng phòng thủ của cây. Gien AC4 (REn) mã hóa 1 protein tăng cường sự tái sinh virus và tương tác với các protein ký chủ điều khiển chu kỳ tế bào. Gien AC4 mã hóa 1 protein có chức năng cảm ứng triệu chứng và di chuyển hệ thống (Stanley et al., 2005) Hiện nay, có tới hơn 50 begomovirus phân lập từ cà chua (có từ tomato ở đầu tên virus) đã được công bố trên thế giới (Fauquet et al., 2008). Trên cây cà chua, các begomovirus tạo triệu chứng giống nhau, điển hình là: cuốn lá (cong lại hình thìa); mép lá (đặc biệt ở lá non) biến vàng; lá nhỏ hẹp; cây nhiễm sớm còi cọc với tỷ lệ đậu quả rất thấp. Danh tính virus gây bệnh chỉ có thể biết được dựa vào các phân tích phân tử (Moriones & Navas-Castillo, 2000). Tại Việt Nam, bệnh xoăn vàng lá được xem là bệnh virus quan trọng nhất trên cà chua với tỉ lệ nhiễm bệnh trên các ruộng trồng cà chua thường rất cao, có khi tới 100 %. Bệnh đã được phát hiện thấy trên cà chua từ những năm 80. Một số nghiên cứu về tạo kháng huyết thanh chẩn đoán, lây nhiễm nhân tạo đã được thực hiện trong thời gian này nhưng bản chất thật sự của virus vẫn chưa rõ. Gần đây, dựa vào các phân tích phân tử, có ít nhất 3 begomovirus được phát hiện gây ra bệnh xoăn vàng lá cà chua ở Việt Nam gồm tomato leaf curl Vietnam virus (ToLCVV) (Green et al. 2001), tomato yellow leaf curl Vietnam virus (TYLCVNV) và tomato yellow leaf curl Kanchanaburi (TYLCKaV) (Hà et al. 2008). Trong số 3 virus trên, 2 virus được phân lập trên mẫu cà chua gây bệnh xoăn vàng lá ở miền Bắc là ToLCVV và TLCVNV. Cũng dựa trên các phân tích phân tử, Việt Nam dường như là trung tâm đa dạng của begomovirus (Ha et al. 2006, 2008). Mặc dù vậy số lượng begomovirus được xác định trên thực vật của Việt Nam vẫn còn ít, chỉ gồm 19 virus được phân lập từ nhiều loài cây, trong đó nhiều loài là cây dại (Green et al., 2001; Revill et al., 2003; Ha et al., 2006, 2008). Kết quả trên gợi ý rằng nhiều begomovirus nữa đang gây hại trên cà chua và các cây trồng khác ở Viêt Nam và cần phải được xác định. Việc phòng trừ begomovirus trên cà chua nhìn chung là khó và chủ yếu hiện nay dựa vào các chiến lược sau: (i) tạo giống kháng bệnh dựa vào nguồn gen kháng bệnh có nguồn gốc từ cà chua dại; (ii) tạo giống kháng bệnh dựa vào gen của tác nhân gây bệnh, trong đó gen của begomovirus được chuyển vào cây và thông qua cơ chế siRNA để tạo tính kháng; và (iii) phòng chống tổng hợp, trong đó thành phần chủ chốt là tiêu diệt bọ phấn, cắt nguồn ký chủ của virus, nhổ bỏ cây bệnh, sử dụng giống kháng (Czosnek, 2007). Việc xác định đầy đủ thành phần begomovirus trên cà chua luôn cần thiết cho bất cứ chiến lược phòng chống nào 1.2. Mục đích và yêu cầu Mục đích: Xác định thành phần loài Begomovirus hại cà chua tại Hà Nội và phụ cận. Yêu cầu:  Thu mẫu và xử lý mẫu cà chua bị bệnh xoăn vàng lá.  Xác định sự có mặt của các begomovirus bằng PCR dùng mồi chung (degenerate primers) đặc hiệu cho DNA-A của virus .  Xác định thành phần begomovirus tại các điểm điểu tra dùng cặp mồi đặc hiệu với 2 loài virus đã được xác định trước tại miền Bắc là tomato leaf curl Vietnam virus (ToLCVV) và tomato yellow leaf curl Vietnam virus (TYLCVNV).  Giải trình tự sản phẩm PCR của các mẫu virus có khả năng là loài mới.